凃備武 周 潔 李惠民 耿 娟

泌尿系結(jié)石的治療方式包括外科手術(shù)取石、藥物排石以及體外震波碎石等，這些方式的選擇將因結(jié)石的成分不同而不同，若能在治療前確認(rèn)，對(duì)方案選擇有指導(dǎo)意義[1-3]。利用雙源CT的雙能量分析區(qū)分結(jié)石成分的研究工作已經(jīng)展開，國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)報(bào)道有很高的準(zhǔn)確性，但絕大部分研究為體外模型試驗(yàn)[1-10]，個(gè)別文獻(xiàn)涉及體內(nèi)分析，但樣本量小，結(jié)石成分單一[5-6]。體外分析的準(zhǔn)確性很高，但體內(nèi)能否達(dá)到，還需臨床實(shí)驗(yàn)證實(shí)。本文收集一組臨床病例，試圖探討體內(nèi)尿路結(jié)石雙能量成分分析的可行性和準(zhǔn)確性。

方 法

1.病例資料

2008年1月～2010年3月在我院就診的泌尿系結(jié)石患者共525例。完成術(shù)前雙源CT雙能量掃描并進(jìn)行成分分析408例，術(shù)后進(jìn)行結(jié)石紅外光譜分析412例；同時(shí)完成上述兩種分析者104例納入本次研究分析，包括男性67例，女性37例，年齡18～75，平均41.2歲。就診主要癥狀是腹痛、血尿。所有104例中手術(shù)取石21例，膀胱鏡取石42例，體外震波碎石31例，其余病例結(jié)石經(jīng)尿路排出。腎結(jié)石61例，輸尿管結(jié)石33例，最大直徑大于1cm的結(jié)石納入分析，共得113顆。

2.雙源CT雙能量掃描

使用雙源CT掃描儀（Somatom Definition，Siemens Medical Solutions，F(xiàn)orchheim，Germany），采用雙能量掃描模式：A球管，140kVp，96 mAs，掃描野50cm；B球管，80kVp，395mAs；掃描野直徑26cm；層厚5mm，間距5mm；準(zhǔn)直2×32×0.6mm；球管旋轉(zhuǎn)時(shí)間330ms，pitch為0.7；所有掃描采用CARE Dose 4D。圖像重建層厚0.75mm，間距0.75mm。重建卷積算法為Kernel D30 Medium Smooth。掃描完成獲得三組圖像數(shù)據(jù)即80kVp、140kVp和加權(quán)平均圖像(3∶7)。

3.雙能量結(jié)石分析（簡(jiǎn)稱雙能）

掃描后數(shù)據(jù)送入西門子獨(dú)立工作站（Syngo Multi Modality Workplace, version VE31A, Siemens Medical Solution），由其雙能量泌尿系結(jié)石成分分析軟件分析。采用三類物質(zhì)分解法，即組織、尿酸和草酸鈣。軟件提供分析圖，彩色覆蓋由下面公式計(jì)算：

水平軸為140kVp的CT值，縱軸為80kVp的CT值。缺省比值是1.15，調(diào)整比值改變斜線位置。斜線在1.15若結(jié)石呈紅色為尿酸，1.32為胱氨酸，1.40為羥基磷灰石，仍藍(lán)色者為草酸。若結(jié)石于上述比值某最低值全部呈紅色則為該成分純結(jié)石，否則為二三種成分的混合結(jié)石。軟件不能提供成分的精確含量，故將結(jié)石分為含某種成分和某成分純結(jié)石進(jìn)行分析。兩組結(jié)果對(duì)比以軟件標(biāo)明的4種結(jié)石為基礎(chǔ)進(jìn)行。

4.紅外光譜分析（簡(jiǎn)稱光譜）

全部結(jié)石標(biāo)本用紅外光譜儀(B R U K E R TENSOR27)進(jìn)行分析，如果結(jié)石的一種成分大于或等于95%，則認(rèn)定為該成分的純結(jié)石；若第2種成分大于5%則為兩成分結(jié)石，第3種成分大于5%則為三成分結(jié)石。

5.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

全部資料應(yīng)用SPSS 18.0進(jìn)行分析，統(tǒng)計(jì)指標(biāo)為準(zhǔn)確性、靈敏度、特異度、陽性預(yù)測(cè)值、陰性預(yù)測(cè)值。

結(jié) 果

1.光譜結(jié)果

本組收集結(jié)石成分共12種：無水尿酸、二水尿酸、一水草酸鈣、二水草酸鈣、碳酸磷灰石、碳磷酸鈣、蛋白混合物、鈣鎂磷肥、六水磷酸鎂銨、五水磷酸八鈣、尿酸銨、磷酸氫鈣。本文將一水尿酸和二水尿酸、一水草酸鈣和二水草酸鈣歸為同一結(jié)石。光譜中碳酸磷灰石[Ca10(PO4CO3OH)6(OH)2]和軟件中羥基磷灰石[Ca5(PO3)3(OH)]兩者均為磷灰石，化學(xué)性質(zhì)相仿，歸為同類結(jié)石，簡(jiǎn)稱磷灰石。

2.雙能與光譜對(duì)比結(jié)果

2.1尿酸：雙能顯示16顆結(jié)石含尿酸，光譜證實(shí)15顆，光譜還證實(shí)另2顆結(jié)石含尿酸，含尿酸和純尿酸情況參見表1。

雙能顯示含尿酸的準(zhǔn)確性約97.3%，靈敏度約88.2%，特異度約99.0%，陽性預(yù)測(cè)值約93.8%，陰性預(yù)測(cè)值97.9%。純尿酸的準(zhǔn)確性約93.8%，靈敏度約75.0%，特異度約95.2%，陽性預(yù)測(cè)值約54.5%，陰性預(yù)測(cè)值約98.0%。

光譜純尿酸較少是尿酸含量未到95%。另外是混合尿酸銨，共9顆（約8%），包括1顆純尿酸銨（含2%尿酸），雙能均顯示為尿酸。

2.2草酸鈣：雙能顯示含草酸鈣結(jié)石97顆，約占全部結(jié)石的85.8%，光譜證實(shí)89顆，約占78.8%。含草酸鈣或純草酸鈣情況見表2。

雙能顯示含草酸鈣的準(zhǔn)確性約92.9%，靈敏度為100%，特異度約66.7%，陽性預(yù)測(cè)值約91.7%，陰性預(yù)測(cè)值100%。純草酸鈣準(zhǔn)確性約63.7%，靈敏度約100%，特異度約43.8%，陽性預(yù)測(cè)值約49.4%，陰性預(yù)測(cè)值100%。光譜純草酸少也是因草酸含量未達(dá)標(biāo)，占20顆。其次是混合其他成分，磷灰石最多。

2.3磷灰石：雙能分析顯示11顆結(jié)石含磷灰石，7顆光譜證實(shí)。光譜則顯示73顆結(jié)石含磷灰石，但無達(dá)到純磷灰石標(biāo)準(zhǔn)者，61顆混合草酸鈣，這些結(jié)石均被雙能量顯示為純草酸鈣或與草酸鈣混合結(jié)石（表3）。

雙能顯示磷灰石的準(zhǔn)確性約38.1%，靈敏度約9.6%，特異度約90.0%，陽性預(yù)測(cè)值約63.6%，陰性預(yù)測(cè)值35.3%。

2.4胱氨酸：雙能顯示1顆純胱氨酸，6顆混合胱氨酸，但光譜未發(fā)現(xiàn)含胱氨酸的結(jié)石，故均為假陽性。

2.5混合結(jié)石：雙能顯示21顆結(jié)石為混合結(jié)石。5顆為含尿酸混合結(jié)石，其中2顆二成分和3顆三成分，但混合成分未為光譜證實(shí)。14顆為含草酸鈣的二成分結(jié)石，另外2顆為含草酸鈣三成分結(jié)石，其中僅2顆草酸鈣與磷灰石混合者為光譜證實(shí)，其余均不一致。

表1 尿酸結(jié)石情況

表2 草酸鈣結(jié)石情況

表3 磷灰石結(jié)石情況

討 論

采用X線對(duì)泌尿系結(jié)石進(jìn)行成分分析的研究已有多年，報(bào)道不少，最初基于平片，以后單源CT兩次掃描雙能量分析，因技術(shù)缺陷較多，未能臨床常規(guī)使用[1-2]。雙源CT雙能量掃描，同時(shí)進(jìn)行兩種能量X線的數(shù)據(jù)采集成像，使結(jié)石晶體成分分析具備臨床應(yīng)用的條件，文獻(xiàn)表明其準(zhǔn)確率相當(dāng)高，但多為體外實(shí)驗(yàn)，不少僅將結(jié)石分為尿酸和非尿酸或含鈣與不含鈣者進(jìn)行分析，樣本量小而單一，涉及體內(nèi)分析的專門文獻(xiàn)罕見[1-11]，其臨床實(shí)用的可靠性如何，有待探討。本文收集一組病例，就上述問題對(duì)結(jié)石在體內(nèi)分析進(jìn)行前瞻性研究。

在泌尿系結(jié)石的晶體成分中，尿酸和尿酸鹽結(jié)石約占10%[1]。本組17顆結(jié)石含尿酸，約占15%。尿酸結(jié)石可用藥物治療溶解自然排出，可不需手術(shù)等創(chuàng)傷性治療，故文獻(xiàn)多以識(shí)別尿酸為目的[3-10]。體外實(shí)驗(yàn)對(duì)尿酸識(shí)別的準(zhǔn)確性極高，可達(dá)100%[5-6]。本組體內(nèi)分析表明，雙能顯示結(jié)石是否含尿酸的靈敏度和特異度很高，誤和漏診的可能性很小，97%以上的準(zhǔn)確性表明其具有較高臨床實(shí)用價(jià)值，與文獻(xiàn)報(bào)道相仿。體外實(shí)驗(yàn)一般以純尿酸進(jìn)行分析[1-8]，本組結(jié)果表明其靈敏度和陽性預(yù)測(cè)值較低，尤其后者，僅54.5%，準(zhǔn)確性也有下降，表明體內(nèi)分析純尿酸存在漏診的可能。原因首先是純結(jié)石標(biāo)準(zhǔn)，如果降低標(biāo)準(zhǔn)，純尿酸數(shù)量就會(huì)增多。其次，17顆中9顆混合尿酸銨，包括1顆純尿酸銨，雙能均顯示成尿酸。因此，尿酸銨也是造成純尿酸假陽性的原因，沒有文獻(xiàn)探討過兩者的雙能特性差別，對(duì)比尿酸（C5N4O3H4）和尿酸銨（C5H7N5O3）的分子式，其組成元素相同，吸收X線的特性接近，雙能可能不能分辯。

草酸鈣在泌尿系結(jié)石成分中最多見，約在90%的結(jié)石中存在[1]。本組雙能顯示約83.5%的結(jié)石含草酸鈣，但光譜證實(shí)為78.8%，約7%假陽性。雙能顯示草酸鈣成分的靈敏度和陰性預(yù)測(cè)值極高，陽性預(yù)測(cè)值也在90%以上，93%的準(zhǔn)確性表明其具有臨床實(shí)用價(jià)值，但特異度較低，應(yīng)注意出現(xiàn)誤診的機(jī)會(huì)。對(duì)純草酸鈣也顯示很高的靈敏度和陰性預(yù)測(cè)值，但不到50%的特異度和陽性預(yù)測(cè)值，表明誤診的可能性較大。與尿酸相同，原因是不少結(jié)石含草酸鈣，有的還較高，卻未達(dá)純結(jié)石標(biāo)準(zhǔn)，若降低標(biāo)準(zhǔn)，純結(jié)石數(shù)量會(huì)增多，假陽性將隨之下降。另外是其他成分干擾，以磷灰石等含鈣成分的影響最大。體外分析顯示草酸與其他含鈣成分的X線吸收譜重疊較多，難以區(qū)別[8-9]。因此，在體內(nèi)欲有效區(qū)分草酸鈣與其他含鈣結(jié)石，同樣較為困難。

磷灰石是常見的結(jié)石成分，僅次于草酸鈣[1]。本組雙能顯示9.7%的結(jié)石含磷灰石，但光譜證實(shí)為69.5%，兩者差別顯著，且都是混合結(jié)石，與草酸鈣混合最多。以往結(jié)果顯示其與尿酸和胱氨酸易于區(qū)分，但與草酸則結(jié)果不一。Matlaga等[3]認(rèn)為可以區(qū)分，但多數(shù)文獻(xiàn)認(rèn)為不易分辨[5-11]。與后者相同，本組雙能將大部磷灰石識(shí)別為草酸鈣，兩者形成互相干擾，導(dǎo)致磷灰石靈敏度和陰性預(yù)測(cè)值都極低，陽性預(yù)測(cè)值也不高，雖然有一定特異度，但其臨床診斷價(jià)值不大。

本組光譜顯示12種結(jié)石成分。其中，尿酸銨、鈣鎂磷肥和蛋白質(zhì)混合物三種成分在以往文獻(xiàn)中未見報(bào)道。鈣鎂磷肥和蛋白質(zhì)混合物與其他成分混合，含量較低且特征值不明，雙能未能顯示。尿酸銨多被顯示為尿酸，其他成分與草酸鈣、磷灰石等含鈣結(jié)石混合者則顯示為草酸鈣。文獻(xiàn)報(bào)道胱氨酸與草酸鈣和磷灰石等差別顯著，可以區(qū)分[5,7-9]。本組雙能雖顯示12顆含胱氨酸，但未被光譜證實(shí)。

泌尿系結(jié)石多以混合形式出現(xiàn)[1]。本組雙能顯示的21顆混合結(jié)石中，只有9.5%與光譜結(jié)果一致。能夠顯示的混合結(jié)石，多表現(xiàn)為不同成分相對(duì)集中于一定區(qū)域（見圖1,2），即使如此也只能表明為混合結(jié)石，至于何種成分混合，仍然難以確認(rèn)。以往文獻(xiàn)將混合結(jié)石排除僅分析純結(jié)石，雖然提高了對(duì)雙能分析考察的精確性，但結(jié)果在臨床的實(shí)用價(jià)值就會(huì)減小。

關(guān)于純結(jié)石，文獻(xiàn)以設(shè)定百分比值來確定，但比值不一，如從60%～100%不等，波動(dòng)范圍較大[1,7-10]。對(duì)于比值的設(shè)定，文獻(xiàn)未說明依據(jù)，存在人為因素，具有一定隨意性，沒有文獻(xiàn)探討其科學(xué)性和對(duì)臨床治療的影響。我們參考文獻(xiàn)設(shè)定值和泌尿外科臨床標(biāo)準(zhǔn)[1]，選擇95%以確定純結(jié)石。

本組結(jié)果表明，雖然雙能量體內(nèi)分析的準(zhǔn)確率不如體外那么高，但對(duì)尿酸的分析，完全具有臨床實(shí)用價(jià)值。對(duì)草酸的分析也有較高參考價(jià)值，但對(duì)其他成分或混合成分的分析，其價(jià)值有待進(jìn)一步研究。